5.2 Truyền hình số DVB
5.2.2 Truyền hình số chuẩn Châu Âu DVB-T
Chuẩn truyền hình số DVB-T (Digital Video Broadcasting - Terrestrial)
đợc ban hành bởi ETSI (European Telecommunication Standards Institute) dựa trên các ý tởng sau:
- Đa ra mô hình hệ thống phát sóng truyền hình số mặt đất
- Xác định yêu cầu về chất lợng tín hiệu và khả năng tơng thích cho các loại dich vụ khác nhau.
- Quan tâm tới vấn đề xử lý tín hiệu ở mày thu để mở rộng các giải pháp thực hiện khác nhau.
- Nhằm vào mục đích chống hiệu ứng nhiều đờng, chống pha đinh lựa chọn tần số và chống hiệu ứng Doppler.
- Tạo khả năng thiết lập mạng đơn tần.
- Tạo khả năng đa phơng tiện.
- Tạo khả năng di động.
DVB-T có hai chế độ là 2k và 8k tơng ứng với số điểm biến đổi IFFT/FFT. Mode 2k cã 1705 sãng mang, mode 8k cã 6817 sãng mang. Víi mỗi mode đều có thể truyền tải ở hai chế độ phân cấp và không phân cấp. Đối với chế độ không phân cấp, các chơng trình đợc phát với cùng mức tín hiệu do vậy chỉ các vùng có cờng độ trờng lớn hơn mức ngỡng mới có thể thu đợc.
Còn ở chế độ phân cấp thì các chơng trình đợc phát với mức độ u tiên về mức tín hiệu khác nhau, do đó có những vùng chỉ thu đợc các chơng trình u tiên.
DVB-T sử dụng các kỹ thuật QPSK, 16-QAM, 64-QAM để điều chế cho các
sóng mang, nhng chế độ phân cấp chỉ thực hiện đợc khi sử dụng kỹ thuật điều chế 16-QAM và 64-QAM.
Dới đây là sơ đồ khối hệ thống phát truyền hình số theo chuẩn DVB-T:
Ngẫu nhiên hãa (Scramble)
Mã hóa trong Cài xen
trong Cao tÇn
Pilot & TPS Signals
Mux
Mux
Mã hóa Dữ liệu Mã hóa Hình ảnh Mã hóa
©m thanh
Mã hóa
ngoài Cài xen
ngoài
Điều chế OFDM
MPEG-2
Hình 5-4 Sơ đồ khối hệ thống phát sóng DVB-T
Đầu vào máy phát DVB-T là dòng truyền tải MPEG-2 đa chơng trình có tốc độ bit từ 4,98 Mbps đến 31,67 Mbps. Khi hoạt động ở chế độ phân cấp thì
sẽ có thêm bộ splitter để chia dòng truyền tải thành hai dòng u tiên cao và u tiên thấp. Hai dòng truyền tải này đợc mã hóa khác nhau và đa tới bộ điều chế ph©n cÊp.
Đầu tiên dòng MPEG-2 đợc ngẫu nhiên hóa để thích ứng với đặc tính kênh truyền và chế độ làm việc của máy phát. Quá trình ngẫu nhiên hóa đợc thực hiện bằng cách cộng modul-2 với chuỗi giả ngẫu nhiên PRBS cho bởi đa thức sinh 1 + x14 + x15 với chuỗi khởi đầu là 100 1010 1000 0000.
Nh đã đề cập, các ứng dụng của OFDM thờng sử dụng chuỗi mã hóa gồm mã hóa khối, mã vòng xoắn và cài xen. Mã hóa ngoài sử dụng mã hóa khối Reed Solomon (204, 188) tức là khối đầu vào là 188 byte và đầu ra là 204 byte. Bộ mã này có khả năng sửa sai 8 byte. Tiếp đó là bộ cài xen ngoài
để tăng khả năng sửa sai của mã khối RS (204, 188) trong trờng hợp xảy ra lỗi chùm. Mã hóa trong sử dụng mã vòng xoắn với tốc độ cơ bản là 1/2. Nếu truyền ở chế độ phân cấp thì hai dòng truyền tải đợc mã hóa với tốc độ khác
nhau. Do đó ngoài tốc độ cơ bản là 1/2 còn có các tốc độ mã hóa vòng xoắn khác là 2/3, 3/4, 5/6 và 7/8. Tiếp theo là bộ cài xen trong bao gồm cài xen bit và cài xen symbol. ở chế độ không phân cấp dòng bit sau mã hóa tới bộ cài xen bit đợc chia thành 2, 4, 6 luồng tơng ứng với các phơng pháp điều chế QPSK, 16-QAM và 64-QAM. ở chế độ phân cấp hai dòng bit sau khi đợc mã
hóa riêng sẽ cùng đợc đa tới bộ cài xen trong và mỗi dòng chia làm hai luồng cho điều chế 16-QAM, với điều chế 64-QAM thì dòng u tiên cao đợc chia làm 2 luồng còn dòng u tiên thấp đợc chia làm 4 luồng. Cài xen symbol (symbol interleaving) đợc thực hiện sau cài xen bit. Mục đích của cài xen symbol là xáo trộn các symbol trớc khi điều chế vào các sóng mang.
Khối điều chế OFDM bao gồm điều chế (Mapper), thích ứng khung (Frame adaptation), biến đổi IFFT, chèn khoảng bảo vệ, điều chế số I/Q, và biến đổi D/A. Dới đây là một sơ đồ của khối điều chế OFDM dùng cho truyền hình số DVB-T:
IFFT
8k-T s
4k-1/4T s
Mapping
FIR
FIR Digital
I/Q mod
D/A
Re Im
I
Q
Gross DVB-T data rate
OFDM signal
Clock 8.192 MHz
Clock 32.768 MHz
Hình 5-5 Sơ đồ điều chế OFDM cho DVB-T
Cấu trúc khung: tín hiệu truyền đi đợc tổ chức thành các khung, mỗi khung có thời gian là TF gồm 68 symbol. Cứ 4 khung tạo thành một siêu khung (Super Frame). Tất cả các symbol của một khung đều chứa số liệu và các thông tin báo hiệu và đợc đánh số từ 0 đến 67. Các thông tin báo hiệu đợc truyền trên các sóng mang xác định bao gồm:
- Các pilot phân tán là thông tin chỉ dẫn cho máy thu đánh giá tình trạng kênh truyền để tiến hành sửa lỗi.
- Các pilot liên tục là các thông tin chỉ dẫn cho máy thu thực hiện đồng bộ khung, đồng bộ tần số và đồng bộ thời gian. Các sóng mang pilot
đều đợc truyền với mức công suất tăng cờng 2,5 dB so với các sóng mang khác.
- Các sóng mang báo hiệu thông số truyền dẫn TSP (Transmission Parameter Signalling) đợc sử dụng để cung cấp các thông số liên quan tới mã hóa,điều chế nh kiểu điều chế, phân cấp, khoảng bảo vệ, tốc độ mã hóa...
Mỗi symbol OFDM đợc tạo nên bởi 1705 sóng mang ở mode 2k hoặc 6817 sóng mang ở mode 8k và đợc truyền trong thời gian TS = TU + TGI. Trong
đó TU là thời gian hữu ích còn TGI là khoảng bảo vệ Guard interval. Giá trị của khoảng bảo vệ bằng 1/4; 1/8; 1/16 hoặc 1/32 TU.
Các tham số Mode 2k Mode 8k
Số lợng sóng mang 1705 6817
Số pilot phân tán 131 524
Số pilot liên tục 45 117
Sè sãng mang TPS 17 68
Số sóng mang dữ liệu 1512 6048
Thời gian hữu ích TU 224 às 896 às Khoảng cách tối thiểu giữa
các sóng mang 1/ TU
4464 Hz 1116Hz
Băng thông hữu ích 7,61 MHz 7,61 MHz
Bảng các tham số của DVB-T ở 2 mode
Tiêu chuẩn DVB-T đợc thiết kế truyền dẫn trong môi trờng chịu nhiều
ảnh hởng của nhiễu, pha đinh ... và có khả năng chống lại phản xạ nhiều đờng, hiệu ứng Doppler cho phép thiết lập mạng đơn tần, thu di động. Trong tiêu chuẩn lại có nhiều phơng án khác nhau nh mode truyền (mode 2k hay 8k), chế
độ truyền (u tiên hay không u tiên), phơng pháp điều chế, khoảng bảo vệ, tỷ số mó húa nờn sự linh hoạt và hiệu quả. Do đú DVB-T đó tỏ rừ u thế của mỡnh so với các chuẩn truyền hình số khác và đang đợc sử dụng ở nhiều nớc trên thế giíi.